高中物理人教版 (新课标)选修34 放射性的应用与防护说课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修34 放射性的应用与防护说课课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了课堂引入，威耳逊云室，威耳逊，小组讨论，接放大器，盖革米勒计数器，工作原理具体分析，核反应，人工放射性同位素，1利用它的射线等内容，欢迎下载使用。

射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：
放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢？
1.结构：威耳逊云室主要部分是由一个圆筒状容器，底部可以上下移动，相当于一个活塞，上盖是透明的可以通过它来观察粒子的运动的径迹，云室里面有干净的空气。
2.云室实验的基本原理： 先往云室里加少量酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后迅速向下拉动活塞，室内气体膨胀，温度降低酒精蒸气达到过饱和状态，这时如果有粒子在室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是，显示出射线的径迹。这种云室是英国的物理学家威耳逊发明的叫做威耳逊云室。
（1）α射线在云室中的径迹：直而粗原因：α粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多
（2）ß射线在云室中的径迹：比较细，而且常常弯曲原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少
（3） 粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的路径。
1.如何知道粒子的性质？根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质。2.如何知道粒子所带电荷的正负？动量的大小？把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负。根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量的大小。
需要强调的是：在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身．
1.原理：气泡室里是液体，控制室内温度和压强，当气泡室压强突然降低时，液体沸点降低液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。通过照片，可以分析粒子的带电、动量、能量等情况。
二、气泡室——高能物理实验的最风行的探测设备
液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到记录有高能带电粒子轨迹的底片。
照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状态，准备做下一次探测。
气泡室中带电粒子的径迹
2.气泡室的优点及不足：（1）它的空间和时间分辨率高。（2）工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，可反复操作。（3）扫描和测量时间太长。（4）体积有限，而且甚为昂贵。
3.教材中图19.3－3为粒子经过气泡室时的径迹照片，人们根据照片上记录的情况，可以分析出粒子的带电性质、动量、能量等情况。
粒子径迹为螺旋，根据磁场方向和偏转方向确定粒子带电性质，半径逐渐减小，故速度、动量、能量逐渐减小。
德国物理学家盖革在1928年与米勒合作研制出的计数器用来检测放射性是非常方便的，盖革管的结构如图所示：
三、盖革——米勒计数器
一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，利用了射线的电离本领。
射线粒子进入管中，使管中气体电离， 产生的电子在电场中加速，撞击气体分子，又使气体分子电离…… 这样，一个粒子进入管中，可以产生大量电子，在电路中产生一次脉冲放电，利用电子仪器将放电次数记录下来。
（1）放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性很方便的。 （2）只能用来计数，而不能区分射线的种类。 （3）适合于极快速的计数。 （4）对于两个粒子射来的时间间隔小于200μs时，计数器不能将其区分开来。
4.G—M计数器的特点：
1.1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，生成质子和氧17，第一次实现了原子核的人工转变。
2.为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子。质子的符号是 H 或 P在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程．英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条α粒子径迹中，发现了８条产生分叉的记录。
分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。新核的电量大质量大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长。
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变。
4.核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。在核反应中，质量数和电荷数都守恒。
3.1932年，查德威克用α粒子轰击铍核发现中子 n：
2.1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷
反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的 ，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。
1.有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
3.与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：
（1）放射强度容易控制（2）可以制成各种需要的形状（3）半衰期更短（4）放射性废料容易处理
A.由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪。
B.利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制。
C.利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电。
D.利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等。
六、放射性同位素的应用
1.原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给病人做“放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。
2.过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用。
（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄。（2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里。（3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源。
核反应堆外层的厚厚的水泥建筑
云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理
放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象
诊断器质性和功能性疾病
生物大分子结构及功能研究